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Abstract

This work aims to determine the resistance to abrasive wear of AISI 1010 and AISI C1064 steels used in tillage tools. For this purpose, computer simulation by the Discrete Element Method (DEM) was used, as well as experimentation in the field conditions of the Empresa de Cultivos Varios Manacas, located in the municipality of Santo Domingo, Villa Clara province, Cuba. The simulations included both the variation of the operating conditions of the tillage tool and the state of soil moisture and density. For the determination of abrasive wear, an experimental design with two treatments was developed, which were used to measure the mass loss depending on the material. The results of both simulations and experiments showed that the mass loss and geometry changes were much higher than 50% for AISI 1010 steel compared to AISI C 1064. On the other hand, it was corroborated that the DEM model used is capable of accurately predicting the wear experienced by the tillage tools subjected to wear (e=0.005g, R^2=99.8%), independently of the characteristics of the steels and the operating conditions. The mean absolute errors of the simulation with respect to the field tests reached 0.01937 g for AISI C1064 steel and 0.08619 g for AISI 1010.

Abstract in Spanish; Castilian

El objetivo de este trabajo es determinar la resistencia al desgaste abrasivo de los aceros AISI 1010 y AISI C1064 utilizados en las herramientas de labranza, para lo cual se utilizó la simulación computacional por el Método de los Elementos Discretos (DEM), así como la experimentación en las condiciones de campo de la Empresa de Cultivos Varios Manacas, ubicada en el municipio Santo Domingo, provincia Villa Clara, Cuba. Las simulaciones incluyeron tanto la variación de las condiciones de operación de la herramienta de labranza, como el estado de humedad y densidad del suelo. Para la determinación del desgaste abrasivo se elaboró un diseño experimental con dos tratamientos, los cuales se utilizaron para medir la pérdida de masa en dependencia del material. Los resultados tanto de las simulaciones como de los experimentos mostraron que la pérdida de masa y los cambios de geometría eran muy superiores al 50% en el acero AISI 1010 respecto al AISI C 1064. Por otro lado, se corroboró que el modelo en DEM utilizado es capaz de predecir con precisión el desgaste experimentado por las herramientas de labranza sometidas a desgaste (e=0.005g,R^2=99.8%), independientemente de las características de los aceros y de las condiciones de operación. Los errores absolutos medios de la simulación con respecto a los ensayos de campo alcanzaron 0.01937 g para el acero AISI C1064 y 0.08619 g para el AISI 1010.